Исследование высокочастотных импульсных перенапряжений на Саяно-Шушенской ГЭС

  • Руслан Константинович Борисов
  • Максим Николаевич Смирнов
  • Андрей Викторович Голдун
  • Василий Владимирович Белобородов
  • Никита Александрович Иванов
DOI: https://doi.org/10.24160/0013-5380-2023-1-36-43
Ключевые слова: импульсные высокочастотные перенапряжения, экспериментальные исследования, устройства защиты

Аннотация

Коммутационные импульсные высокочастотные перенапряжения с частотой колебаний до нескольких МГц представляют наибольшую опасность для силовых трансформаторов и кабельных муфт из сшитого полиэтилена. В рамках СИГРЭ создана рабочая группа для изучения влияния импульсных высокочастотных перенапряжений на надежность работы силовых трансформаторов. Проведены исследования высокочастотных импульсных перенапряжений в сети 500 и 15,75 кВ на Саяно-Шушенской ГЭС. Для измерений импульсных перенапряжений использована новая цифровая система регистрации с бесконтактными емкостными датчиками. Такая система регистрации позволила одновременно получать информацию о перенапряжениях на кабельных муфтах и силовых трансформаторах со стороны 500 и 15,75 кВ. Проведенные исследования показали, что наибольшие амплитудные значения высокочастотных импульсных перенапряжений имеют при коммутациях разъединителей в КРУЭ 500 кВ. Через емкости между обмотками трансформатора импульсные перенапряжения передаются из сети 500 кВ на напряжение 15,75 кВ. В этом случае уровень перенапряжений может более чем в десять раз превышать амплитудное значение рабочего напряжения. Сформирована расчетная модель в программе ATP-EMTP и проведена ее верификация по экспериментальным данным. Проведенные расчеты и эксперименты показали, что наиболее эффективным средством защиты от высокочастотных перенапряжений являются RC-цепочки.

Биографии авторов

Руслан Константинович Борисов

кандидат техн. наук, ведущий научный сотрудник кафедры «Техника и электрофизика высоких напряжений», Национальный исследовательский университет «МЭИ», Москва, Россия.

Максим Николаевич Смирнов

заместитель ген. директора ООО «Научно-производственная фирма Электротехника: Наука и Практика», Москва, Россия.

Андрей Викторович Голдун

инженер кафедры «Техника и электрофизика высоких напряжений», Национальный исследовательский университет «МЭИ», Москва, Россия.

Василий Владимирович Белобородов

начальник службы мониторинга оборудования, Филиал ПАО «РусГидро» – «Саяно-Шушенская ГЭС имени П.С. Непорожнего», Красноярск, Россия.

Никита Александрович Иванов

инженер Службы мониторинга оборудования, Филиал ПАО «РусГидро» – «Саяно-Шушенская ГЭС имени П.С. Непорожнего», Красноярск, Россия.

Литература

1. Кадомская К.П., Лавров Ю.А., Рейхердт А.А. Перенапряжения в электрических сетях различного назначения и защита от них. Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2004, 368 с.
2. Техника высоких напряжений / Под ред. Д.В. Разевига. М.: Энергия, 1976, 488 с.
3. Базуткин В.В. и др. Перенапряжения в электрических системах и защита от них. СПб.: Энергоатомиздат, 1995, 316 с.
4. СТО 56947007-29.240.01.221-2016. Руководство по защите электрических сетей напряжением 110–750 кВ от грозовых и внутренних перенапряжений, 2016, 46 с.
5. Методические указания по ограничению высокочастотных коммутационных перенапряжений и защите от них электротехнического оборудования в распределительных устройствах 110 кВ и выше. М.: СПО ОРГРЭС,1998, 26 с.
6. Кадомская К.П. Перенапряжения в сетях среднего и высокого напряжения. – Новости электротехники, 2009, № 2(56), с. 12–14.
7. Шейко П.А. Трансформаторы высокого напряжения. Повреждения вследствие коммутационных перенапряжений. – Новости электротехники, 2013, № 1(79), с. 22–25.
8. Лавров Ю.А. и др. Перенапряжения при коммутациях блочного трансформатора 500 кВ элегазовым выключателем. – Электро, 2010, № 6, с. 24–27.
9. Невретдинов Ю.М., Фастий Г.П. Исследование высокочастотных перенапряжений и способы их ограничения. – Научно-технические ведомости СПбГПУ, 2010, № 1, с. 244–250.
10. Зильберман В.А. Предотвращение повреждений трансформаторов на электростанциях с укрупненными энергоблоками, подключенными к комплектному распределительному устройству через высоковольтные кабели. – Электричество, 2017, № 10, с. 47–54.
11. Matveev D.A., Larin V.S., Zuikov A.V. Approach to Analysis of Resonance Phenomena and Overvoltages Due to Interaction between Power Transformer and External Network. – CIGRE SC A2 & C4 Joint Colloquium, 2013, рр. 1–8.
12. Larin V., Matveev D., Volkov A. Study of Transient Interaction in a System with Transformer Supplied from Network through a Cable: Assessment of Interaction Frequencies and Resonance Evolvement. – 3rd International Colloquium Transformer Research and Asset Management, 2014, pp. 1–11.
13. Ларин В.С. Резонансные перенапряжения в обмотках трансформаторов. Ч. 1. Условия возникновения и защитные мероприятия. – Электричество, 2015, № 11, c. 33–40.
14. Ларин В.С. Резонансные перенапряжения в обмотках трансформаторов. Ч. 3. Измерение напряжения в обмотках на резонансных частотах. – Электричество, 2016, № 1, c. 20–24.
15. Борисов Р.К., Коломиец Е.В., Гаффаров Р.Ф. Высокочастотные коммутационные перенапряжения в сети среднего напряжения. – Электричество, 2020, № 4, с. 4–9.
16. Борисов Р.К. и др. Система мониторинга электромагнитной обстановки на подстанциях. – Энергоэксперт, 2019, № 1(69), с. 38–40.
#
1. Kadomskaya K.P., Lavrov Yu.A., Reyherdt А.А. Perenap-ryazheniya v elektricheskih setyah razlichnogo naznacheniya i zashchita ot nih (Overvoltage in Electrical Networks for Various Purposes and Protection Against Them). Novosibirsk: Izd-vo NGTU, 2004, 368 с.
2. Tekhnika vysokih napryazheniy (High voltage technology) / Under Ed. D.V. Pazevig. М.: Energiya, 1976, 488 p.
3. Bazutkin V.V. et al. Perenapryazheniya v elektricheskih sistemah i zashchita ot nih (Overvoltage in Electrical Systems and Protection Against Them). SPb.: Energoatomizdat, 1995, 316 p.
4. SТО 56947007-29.240.01.221-2016. Rukovodstvo po zashchite elektricheskih setey napryazheniem 110–750 kV ot grozovyh i vnutrennih perenapryazheniy (Guidelines on Protection of Electrical Networks of 110–750 kV from Lightning and Internal Overvoltages), 2016, 46 p.
5. Metodicheskie ukazaniya po ogranicheniyu vysokochastotnyh kommutatsionnyh perenapryazheniy i zashchite ot nih elektrotekhnicheskogo oborudovaniya v raspredelitel'nyh ustroystvah 110 kV i vyshe (Guidelines on Mitigation of High Frequency Switching Overvoltages and Protection from Them of Power Equipment and Switchgears of 110 kV and Higher). М.: SPO ORGRES,1998, 26 p.
6. Kadomskaya K.P. Novosti elektrotekhniki – in Russ. (Electrical Engineering News), 2009, No. 2(56), pp. 12–14.
7. Sheyko P.А. Novosti elektrotekhniki – in Russ. (Electrical Engineering News), 2013, No. 1(79), pp. 22–25.
8. Lavrov Yu.А. et al. Elektro – in Russ. (Electro), 2010, No. 6, pp. 24–27.
9. Nevretdinov Yu.M., Fastiy G.P. Nauchno-tekhnicheskie vedo-mosti SPbGPU – in Russ. (Scientific and Technical Bulletin of SPbSPU), 2010, No. 1, pp. 244–250.
10. Zil'berman V.А. Elektrichestvo – in Russ. (Electricity), 2017, № 10, с. 47–54.
11. Matveev D.A., Larin V.S., Zuikov A.V. Approach to Analysis of Resonance Phenomena and Overvoltages Due to Interaction between Power Transformer and External Network. – CIGRE SC A2 & C4 Joint Colloquium, 2013, рр. 1–8.
12. Larin V., Matveev D., Volkov A. Study of Transient Interaction in a System with Transformer Supplied from Network through a Cable: Assessment of Interaction Frequencies and Resonance Evolvement. – 3rd International Colloquium Transformer Research and Asset Management, 2014, pp. 1–11.
13. Larin V.S. Elektrichestvo – in Russ. (Electricity), 2015, No. 11, pp. 33–40.
14. Larin V.S. Elektrichestvo – in Russ. (Electricity), 2016, No. 1, pp. 20–24.
15. Borisov R.K., Kolomiets E.V., Gaffarov R.F. Elektrichestvo – in Russ. (Electricity), 2020, No. 4, pp. 4–9.
16. Borisov R.К. et al. Energoekspert – in Russ. (Energoexpert), 2019, No. 1(69), pp. 38–40.
Опубликован
2022-11-17
Выпуск
№ 1 (2023): Выпуск № 1
Раздел
Статьи